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用 kerberos 为 j2me 应用程序上锁(1)


  在本文中,我将开始实现生成并处理这些消息的 j2me 类。我将首先简单描述构成这个基于 j2me 的 kerveros 客户机的主要类的作用,然后我将解释并展示这些类如何生成在第一篇文章中讨论过的基本 asn.1 数据类型。在第三节中,我将展示如何生成一个用于在 kerveros 通信中进行加密和解密的密钥。最后一节将展示 j2me 客户机如何生成对 kerveros 票据的请求。
  
  基于 j2me 的 kerveros 客户机中的类
  在本文中,将要讨论三个 j2me 类的操作:
  
  asn1datatypes
  kerberosclient
  kerberoskey
  asn1datatypes 类将包装所有一般性的 asn.1 功能,如发布像 integer 和 string 这样的通用数据类型。kerberosclient 类扩展 asn1datatypes 类,使用它的底层功能,并提供所有特定于 kerveros 的功能。因此,可以说我将所需要的功能简单地分为两组:所有一般性的 asn.1 功能都在 asn1datatypes 类中,而所有特定于 kerveros 的功能都在 kerberosclient 类中。这提高了代码的重用性。如果您希望构建自己的、使用 asn.1 功能的非 kerveros 应用程序,那么您可以使用 asn1datatypes 类。
  
  kerberos 定义了一种利用用户的密码生成密钥的算法。kerberoskey 类实现了这种算法 。在 kerveros 通信中您将需要这个密钥。
  
  我将在本文分别展示这些类中的每个方法。我还在一个单独的 源代码下载 中加入了这些类。这个包将所有东西放到一组类中,可以将它们编译为一个 j2me 项目。这个下载包含以下文件:
  
  readme.txt,它包含描述如何根据本文的需要练习这些代码的指导。
  asn1datatypes.java,它实现了asn1datatypes 类。
  kerberosclient.java,它实现了 kerberosclient 类。
  kerberoskey.java,它实现了 kerberoskey 类。
  j2meclientmidlet.java,它提供了可以用来测试这些代码的一个非常简单的 midlet 包装器。
  现在,我将进一步探讨这些类的细节。
  
  生成基本 asn.1 数据类型
  清单 1 中显示的 asn1datatypes 类处理生成和处理 asn.1 数据结构所需要的所有底层功能。这个类包含两种方法:生成(authoring) 方法负责生成 asn.1 数据结构,而 处理(processing) 方法负责处理已生成的或者从远程应用程序收到的消息。我将在本文中解释并实现生成方法,在本系列的下一篇文章中讨论处理方法。
  
  清单 1 只包含 asn.1 类中不同方法的声明。我将在后面的几节中用单独的清单展示每一个方法的实现。
  
  清单 1. asn1datatypes 类
  
  public class asn1datatypes
  {
    public byte[] getlengthbytes(int length){}
    public byte[] getintegerbytes (int integercontents){}
    public byte[] getgeneralstringbytes (string generalstringcontent){}
    public byte[] getoctetstringbytes (byte[] octetstringcontents){}
    public byte[] getbitstringbytes (byte[] content){}
    public byte[] getgeneralizedtimebytes (byte[] generalizedtimecontent){}
    public byte[] concatenatebytes (byte[] array1, byte[] array2){}
    public byte[] getsequencebytes (byte[] sequencecontents){}
    public byte[] gettagandlengthbytes (int tagtype, int tagnumber, byte[] tagcontents){}
  
  }//asn1datatypes
  
  getlengthbytes()
  (在清单 2 中显示的)这个方法将一个整数值(length)作为参数。它生成一个该长度的 asn.1 表示,并返回一个符合 asn.1 长度格式的字节数组。
  
  清单 2. getlengthbytes() 方法
  
    public byte[] getlengthbytes(int length)
    {
      if (length < 0)
        return null;
  
      byte lengthbytes[];
  
      if (length <= 127)
      {
        lengthbytes = new byte[1];
        lengthbytes[0] = (byte)(length & 0xff);
      }
      else
      {
        int templength = length;
        int bytesrequired = 2;
        do
        {
          templength = templength / 256;
          if (templength > 0)
            bytesrequired ++;
        }while (templength > 0);
  
        lengthbytes = new byte[bytesrequired];
  
        byte firstlengthbyte = (byte) (bytesrequired -1);
  
        firstlengthbyte |= 0x80;
        lengthbytes[0] = firstlengthbyte;
  
        int j = bytesrequired - 1;
  
        for (int i=1; i < bytesrequired; i++) {
          j--;
          lengthbytes[i] = (byte)(length >>> (j*8) & 0xff);
        }//for
      }//else
  
      return lengthbytes;
  
    }//getlengthbytes
  
  回想一下在本系列的 第一篇文章 中对表 2 的讨论,有两种表示字节长度的方法:单字节表示法和多字节表示法。单字节长度表示法用于表示小于或者等于 127 的长度值,而当长度值大于 127 时使用多字节长度表示法。
  
  getlengthbytes() 方法首先检查长度值是否为负。如果为负,则只是返回 null,因为我不能处理负值。
  
  然后这个方法检查长度值是否小于或者等于 127。如果是,就需要使用单字节长度表示法。
  
  注意在 j2me 中一个整数是 4 字节数据,而单字节长度表示法只需要 1 个字节。如果长度参数是 0 到 127 之间(包括这个两数)的一个值,那么其字节表达就在 0x00000000 与 0x0000007f 之间(意味着只有最低有效位字节包含有用的数据)。将这个整数造型为一个单字节时,只有最低有效位字节(0x00 到 0x7f)会作为十六进制值拷贝到单字节数组。因此,如果长度值在 0 到 127 之间,那么我可以只执行该长度与 0xff 之间的一个按位 and 操作。这个操作会得到一个整数,它有效的最高 3 个字节都将填入零。因此,我可以将按位操作的结果造型为一个字节,将这个字节放入一个单字节数组,并将这个数组返回给调用应用程序。
  
  如果长度值大于 127,那么我必须使用多字节长度表示法,它至少使用 2 字节数据。第一个字节表明长度字节的字节数,后面是实际的长度字节(有关这种格式的详细解释请参阅 第一篇文章)。
  
  如果长度值小于 256,那么就需要总共 2 个长度字节 ―― 1 个字节表明还有一个长度字节,1 个字节包含实际的长度值。如果长度值至少为 256 并小于 65536(256 乘 256),那么就需要总共 3 个长度字节 ―― 1 个字节表明还有 2 个长度字节,两个字节包含实际的长度值。
  
  因此,在多字节格式中所需要的字节数取决于长度值。这就是为什么在 getlengthbytes() 的 else 块的 do-while 循环中要计算长度字节所需要的字节数。
  
  确定所需要字节数的方法很简单。我声明了一个名为 bytesrequired 的字节计数器,从 2 开始计数(所需要的最少字节数),将长度值除以 256,并检查商是否大于或者等于 1。如果是,那么就表明原始长度值大于 256,因而需要至少 3 个字节,所以我增加计数器(bytesrequired)。
  
  我继续将长度值除以 256 并增加字节计数器,直到除得的值小于 1。这时,我就知道找到了在多字节整数格式中需要的字节数。
  
  知道了所需要的字节数后,我就实例化一个具有适当大小的字节数组。自然,长度字节中的第一个字节将表明还有多少个长度字节。因此,我只是将所需要的字节数减 1(bytesrequired-1),并拷贝到一个名为 firstlengthbyte 的字节中。
  
  看一下清单 2 中 getlengthbytes() 方法中的 firstlengthbyte |= 0x80 这一行代码。这一行代码对 firstlengthbyte 和 0x80 (1000 0000)进行按拉 or 操作,并将结果储存到 firstlengthbyte 中。这种逻辑 or 操作会将 firstlengthbyte 的最左边(最高有效)位设置为 1。回想在本系列 第一篇文章 中的讨论,在希望使用多字节整数格式的时候,必须将第一个长度字节的最左边一位设置为 1。
  
  下一行(lengthbytes[0]=firstlengthbyte)只是拷贝在包含长度字节的数组的开始位置上的 firstlengthbyte。然后,有一个 for 循环,它将长度字节从长度参数中拷贝到在 lengthbytes 数组中它们的正确位置上。当 for 循环退出时,就得到了符合 asn.1 格式的这个 lengthbytes 数组。清单 2 中 getlengthbytes() 方法的最后一行返回这个数组。
  
  getintegerbytes()
  这个方法取一个整数(value)作为参数并返回以 asn.1 integer表达的这个整数值。回想一下在本系列 第一篇文章 的表 1 中曾提到,在asn.1 中 integer 是一种通用数据类型。
  
  清单 3 中显示了 getintegerbytes() 方法的实现。
  
  清单 3. getintegerbytes() 方法
  
    public byte[] getintegerbytes (int integercontents)
    {
      //1. declare a byte array named finalbytes, which will
      //  hold all the bytes of the asn.1 byte array representation.
      byte finalbytes[];
  
      //2. calculate the number of bytes required to ho

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